出典：建築物衛生管理技術者試験令和5年度(2023年)｜建築物の環境衛生第38問
問題
電場・磁場・電磁波に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。
(1) 電磁波は真空中も空気中も光速で伝わる。
(2) 高エネルギーであるX線、γ線は電離作用をもつ。
(3) 電場と磁場の振動が伝播（ぱ）する波動の総称を電磁波という。
(4) 光を波長の長さ順に並べると、紫外線が一番長く、その次が可視光線で、赤外線が一番短い。
(5) 静電場は、電撃や皮膚がチリチリする不快感をもたらすことがある。
ビル管過去問｜電磁波｜電場・磁場・電離放射線の基礎知識を解説
この問題は、電場・磁場・電磁波の基本的な性質と、X線やγ線のような電離放射線の特徴を正しく理解しているかを問う問題です。特に重要なのは、電磁波の定義、波長の長短と電磁波の種類の並び方、そして高エネルギー放射線の性質を区別して覚えることです。正しい選択肢は、電磁波の伝わり方を述べた内容、X線・γ線の電離作用、電磁波の定義、静電場による人体への不快感に関する内容であり、最も不適当なのは、紫外線・可視光線・赤外線の波長の順序を逆にしている記述です。
(1) 電磁波は真空中も空気中も光速で伝わる。
適切です。電磁波は、電場と磁場の変化が空間を伝わっていく波であり、真空中でも伝播することができます。これは、音のように空気や水などの媒質を必要とする波とは異なる大きな特徴です。真空中では光速、すなわち約3.0×10の8乗m/sで進みます。空気中でも速度はほぼ光速であり、試験問題では「真空中も空気中も光速で伝わる」と理解して差し支えありません。ここでは、電磁波は媒質がなくても進むという基本性質を押さえることが大切です。
(2) 高エネルギーであるX線、γ線は電離作用をもつ。
適切です。X線やγ線は、非常にエネルギーの高い電磁波であり、物質に当たると原子や分子から電子をはじき飛ばしてイオン化させることがあります。これを電離作用といいます。電離作用をもつ放射線は、生体組織にも影響を与えるため、被ばく管理や防護が必要です。ビル管試験では、電磁波のうちどれが電離放射線にあたるかが問われることがあります。可視光線や赤外線、電波などは通常このような強い電離作用をもちませんが、X線やγ線は別格として理解しておくことが重要です。
(3) 電場と磁場の振動が伝播（ぱ）する波動の総称を電磁波という。
適切です。電磁波とは、時間的に変化する電場と磁場が互いに影響し合いながら空間を伝わっていく波動のことです。光、赤外線、紫外線、X線、γ線、電波などはすべて電磁波に含まれます。見た目や用途は異なっていても、本質的には同じ仲間であり、波長や周波数、エネルギーの違いによって分類されています。この選択肢は、電磁波の定義をそのまま述べたものであり、基本事項として正しく理解しておきたい内容です。
(4) 光を波長の長さ順に並べると、紫外線が一番長く、その次が可視光線で、赤外線が一番短い。
不適切です。その理由は、紫外線・可視光線・赤外線の波長の長さ関係が逆だからです。正しくは、波長が短い順に並べると、紫外線、可視光線、赤外線です。反対に、波長が長い順に並べると、赤外線、可視光線、紫外線となります。つまり、紫外線は短波長側、赤外線は長波長側に位置します。波長が短いほど周波数は高くなり、一般にエネルギーも高くなります。そのため、紫外線は可視光線よりエネルギーが高く、さらにX線やγ線はもっと高エネルギーです。この問題では、名称の並びだけでなく、波長とエネルギーの関係まで理解できているかが問われています。
(5) 静電場は、電撃や皮膚がチリチリする不快感をもたらすことがある。
適切です。静電場とは、静止した電荷によって生じる電場のことです。日常生活でも、乾燥した季節にドアノブに触れたときに「バチッ」と感じる静電気として体験することがあります。このような現象は、瞬間的な電撃感や皮膚のチリチリした不快感を引き起こすことがあります。強い静電場のもとでは、人体表面の帯電や放電によって不快感が生じるため、作業環境によっては対策が必要です。難しい理論を知らなくても、静電気が人体に不快な刺激を与えることを思い出せば判断しやすい選択肢です。
この問題で覚えるポイント
電磁波とは、電場と磁場の変動が空間を伝わる波動の総称です。音波と違って媒質を必要とせず、真空中でも伝わることが大きな特徴です。真空中での速さは光速で、約3.0×10の8乗m/sです。電磁波には、波長の長短によって電波、赤外線、可視光線、紫外線、X線、γ線などがあります。波長が長いほど周波数は低く、波長が短いほど周波数は高くなります。また、周波数が高いほどエネルギーも高くなるため、紫外線は可視光線より高エネルギーであり、X線やγ線はさらに高エネルギーです。X線とγ線は電離作用をもつため、電離放射線として扱われます。一方で、赤外線や可視光線、電波は通常、電離作用をもたない非電離放射線です。試験では、電磁波の定義、波長の並び順、電離作用の有無の3点が特によく問われます。赤外線は長波長、紫外線は短波長という基本関係を確実に押さえておくと、同テーマの問題に対応しやすくなります。
ひっかけポイント
この問題のひっかけは、紫外線・可視光線・赤外線の並びを、日常の感覚だけで何となく判断してしまう受験者を狙っている点にあります。赤外線や紫外線は目に見えないため、可視光線との位置関係があいまいなまま記憶されやすく、そこを逆転させて出題するのが典型的な罠です。また、「紫外線は強そうだから波長も長そう」といった、エネルギーの強さと波長の長さを同じ方向で考えてしまう思い込みも誤答につながります。実際には、エネルギーが高いほど波長は短くなります。さらに、「空気中では光速ではないのではないか」と細かい物理学の知識に引っ張られて迷う人もいますが、国家試験では基礎知識として大づかみに判断することが求められます。細部に迷わず、まずは基本的な序列と定義を正確に覚えることが大切です。
